刘文芝, 刘昭斌, 李金祥, 张玉成

(1. 苏州市职业大学, 江苏 苏州 215104; 2. 江苏省现代企业信息化应用支撑软件工程技术研发中心,江苏 苏州 215104; 3.中国科学院 计算技术研究所无线通信技术研究中心, 北京 100080)

实习基地建设

服务产业转型背景下的物联网实训基地建设

刘文芝1,2, 刘昭斌1,2, 李金祥1,2, 张玉成3

(1. 苏州市职业大学, 江苏 苏州 215104; 2. 江苏省现代企业信息化应用支撑软件工程技术研发中心,江苏 苏州 215104; 3.中国科学院 计算技术研究所无线通信技术研究中心, 北京 100080)

围绕物联网技术的“采集、传输、处理、应用”四大核心领域,从基地的基础设施建设、教学中心、技术研发和社会服务等方面给出了建设思路和层次体系架构,通过校企构建的“三共二结合”的工学结合人才培养模式,确保了基地建设和课程标准的设置符合企业的需求,实训项目真实有效,同时保证专业技术的前膽性和技艺的领先性。体现了基地建设服务教学、服务社会、服务研发的主旨。

服务产业; 物联网; 实训基地; 人才培养

1 物联网建设与发展的政策与形势

2010年3月5日,在温家宝总理的政府工作报告中明确将“加快物联网的研发应用”纳入战略性新兴产业的发展任务。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号)文件[1]提出要加快建设信息网络基础设施,促进物联网、云计算的研发和示范应用。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出:以重大技术突破和重大发展需求为基础,促进新兴科技与新兴产业深度融合,在继续“做强、做大”高技术产业基础上,把战略性新兴产业培育发展成为先导性、支柱性产业。

物联网牵涉到信息技术、嵌入式技术、传感器技术、通信技术等多个技术领域,这些技术领域都已列入我国电子信息产业发展的重点[2]。工业和信息化部的《电子信息制造业“十二五”发展规划》文件指出:电子信息制造业的发展重点是计算机、通信设备、信息技术等。《智能制造装备产业“十二五”发展规划》提出的九大关键智能基础共性技术中,新型传感技术、模块化、嵌入式控制系统设计、高可靠实时通信、计算机网络技术、嵌入式互联网技术等均为物联网技术的核心技术领域。江苏省经济和信息化委员会编制的《江苏省物联网产业发展规划纲要(2009—2012年)》[3]中,明确了苏州、南京的物联网产业支撑区的地位,并提出构筑布局合理的物联网产业基地、努力实现“建设物联网领域技术、产业、应用先导省”的目标。

苏州是国家电子信息产业基地和信息产业国家高技术产业基地,电子信息产业是苏州六大支柱产业之一。《苏州市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出,新一代信息技术(智能电网、物联网、新型显示)是苏州市战略性新兴产业优势产业的重要门类。纲要还明确提出,到2015年,苏州市培育30个以上市级新兴产业基地,战略性新兴产业产值占规模以上工业总产值比重力争达50%。

根据苏州市政府《关于加快推进工业结构调整和优化升级的实施意见》和《苏州市万企升级行动计划》(2011—2015年),苏州将促进战略性新兴产业向规模发展、前沿发展升级。围绕新能源、软件和集成电路、智能电网和物联网等战略性新兴产业,以规模化、前沿化和国际化为方向,以产业链构建延伸、价值提升和拓展强化为重点,组织实施创新发展重点项目,加快提升企业规模、创新能力和技术装备水平,着力增强企业自主创新能力和产业核心竞争力,带动新兴产业持续健康快速发展。计划强调要推进两化深度融合,实施物联网应用示范工程,应用和推广互联网技术,建设一批物联网应用示范工程和示范企业以及两化融合服务产业示范园。

《苏州市服务外包产业“十二五”发展规划》指出,“云计算”和“物联网”已成为信息技术升级的关键领域,并为服务外包跨越发展带来了巨大市场[4]。万亿级的物联网产业将有可能释放千亿级的服务外包业务。外包产业的推进目标是到2015年,服务外包合同总金额达到150亿美元，在软件开发、研发设计、云服务、物联网等行业领域取得突破性发展。“十二五”期间,苏州围绕建设智慧城市,重点发展物联网信息处理平台开发,医疗方面互联健康的应用、智能楼宇相关设备开发、传感网络、智慧交通[5]、智能电网、智能装备等相关领域。规划提出,“十二五”期间,要把握新一轮技术革命带来的产业转移以及服务外包新兴业态模式显现等趋势,力争在云计算、物联网等新技术应用外包领域取得突破性发展。

从物联网发展情况来看,物联网领域主要环节,如器件设计和制造、短距离无线通信技术、网络架构、软件信息处理系统配套、系统设备制造、网络运营等均已具备一定的产业化能力,并正在飞速发展。随着智能交通、智慧医疗、物流的越来越广泛的实施,与物联网应用相关的电子技术人才、计算机网络和通信人才、系统集成和应用人才需求将迅速增加。根据《中国物联网发展报告(2011)》,在未来10年内,物联网重点应用领域投资可以达到4万亿元,产出将达8万亿元,拉动就业2 500万个。根据《江苏省物联网产业发展规划纲要(2009—2012年)》拟定的目标,江苏省物联网产业销售收入到2012年将超过1 500亿元,到2015年,销售收入计划超过4 000亿元。为了完成这一目标,江苏省提出加快物联网领域的人才培养和引进,形成合理的人才结构和梯队。至2012年,引进和培养物联网领军人才100名,初步显现产业发展与人才集聚的联动效应。至2015年,聚集技术和产业领域高端人才,将江苏省建设成为全球一流的物联网人才高地。

随着物联网产业规模的迅速扩大,企业急需更多高素质技能型人才。一方面企业有意愿通过培训,在短时期内满足人力资源需求;另一方面苏州地区院校也满足社会发展及企业的需要及时培养和输送相关人才。物联网技术有强烈的实践特点,企业和院校都需要依托技术先进、实训环境真实、管理有序的实训基地以开展物联网技术人才培养工作。物联网技术综合实训基地将能满足以上需求,为地方经济发展作出贡献。

在此背景下,2012年我校组织、论证、调研和申报了中央财政支持的物联网应用技术综合实训基地工作。项目获批后,建设和实施完成了苏州市职业大学中央财政支持的物联网技术综合实训基地项目。依托物联网技术综合实训基地建设为契机,开创出一条校企产学研合作互动双赢的和谐发展之路。

2 物联网实训基地建设思路

2.1 行业(企业)指导与合作共建相结合

坚持学校“合作、分享、多赢”的产学合作原则,创新校企合作机制,建成以学校实训基地、企业实训基地一体化的“物联网技术综合实训基地”。在基地建设中,开展灵活多样的校企合作,行业(企业)专业参与全过程指导,积极发挥好专业指导委员会作用。通过寻找校企契合点,校企共建相关实训室,积极争取更多的企业在资金、项目、人才方面进行投入。基地也在人力资源提供、技术研发服务方面满足企业需求,成为物联网相关企业产品展示窗口,使长效的校企合作机制贯穿整个基地建设和运行[6]。

2.2 实用性与先进性相结合

基地按照物联网应用技术专业基本技能训练要求配置设备,确保物联网应用技术实验实训100%的开出率。基地本身就是一个物联网实际应用案例,利用物联网技术对各实验实训室进行智能化管理。基地还将配置部分技术先进、符合物联网技术应用领域研发和技术攻关要求的中高端设备,以满足教师教学科研、师资培养以及学生创新创业等方面的需求,也为企业提供员工培训、技术平台共享和技术攻关服务。

2.3 硬件建设和软件建设相结合

基地建设过程中,精心进行硬件设备选型和设计,使基地成为具有感知智能化、控制网络化、环境真实化、项目典型化特点的综合实训场所。同时基地建设中还注重软件建设,将基地建设和专业建设相结合。根据专业人才培养目标要求,以基地建设促进课程体系改革、专业核心课程项目化建设及课程资源库建设,开展人才培养模式探索,提高专业师资能力,促进学生基本技能和综合素养及创新能力的发展。

2.4 重点建设和基础建设相结合

通过中央财政支持的基地建设经费,重点建成“环境感知实训室”、“智能终端应用开发实训室”、“物联网项目集成实训室”等实训室;同时学校还将对与物联网技术相关的技术基础实验室、校园网等进行升级、改造、调整等并行建设,以确保实现基地的主要功能。

2.5 教学与科研相结合

基地的核心任务是物联网人才培养。基地建设还应考虑应用技术研发能力,为企业提供技术攻关服务。所产生科研成果,又可以和项目课程开发、课程资源库建设和教材建设相结合,反过来促进教学建设和改革。实训基地还对学校重点实验室提供支持,形成优势互补,共同承接各类技术研发任务,做到教学和科研相结合,提高社会服务能力。

3 物联网实训基地建设的体系架构

基地建设整合学校已有的资源,将物联网各项先进技术在基地中渗透,成为物联网技术应用的典型案例、培养物联网高素质技能型人才的实施平台和应用示范工程,并对苏州地区乃至江苏省物联网技术应用与推广形成示范和辐射效应[7]。同时,使基地可承接企业实际的物联网技术相关项目的研发、部署、测试工作,并向社会提供培训、鉴定和咨询服务。

通过校企合作、将基地建成具有真实物联网工程环境的设备先进、机制有效,集教学中心、应用技术研发中心和社会服务中心等功能为一体的开放型、共享型国家级物联网技术综合实训基地[8]。模块化的物联网实训基地架构如图1所示。

图1 基地总体架构图

设计和架构了物联网技术综合实训基地实验室群：校园网环境感知实验室、物联网接入与通信实训室、网络新技术实验室、物联网系统集成实验室、实训大楼智能控制中心，以及大型软件系统：环境感知软件

系统、室内微环境监测系统、楼宇三维虚拟软件系统、机械制造生产过程智能感知系统、贵重物品追踪系统、水质节点检测软件、网络状态实时查询网络系统、无线传感网络实时监控管理软件等。

3.1 建成物联网应用技术专业综合实训教学中心

通过引入行业和企业的最新技术和标准,与政府、行业、企业和科研院所等在人才培养、实训平台建设和科学研究等方面建立长期稳定的合作关系。以“环境感知、三层共建、理实结合、群体联合、学研互补”实现基地“教学过程与生产过程”的对接[9]。主要采用“分层训练(接入层、网络层和应用层)、综合应用、三维整合、拓展创新”的立体化实践教学模式,通过持续开展各种形式的项目教学,以工作过程为导向来依次整合各项技能,培养学生有效地整合、利用所学技能来完成职业岗位的实际工作。

充分利用物联网综合实训基地建设有利条件,实现真实工程项目的任务驱动式教学,让学生在项目训练中切实得到专业技术能力和职业能力2个方面的培养。利用基地实验群教学设施,以工作过程化设计学习情境,强调理论和实践的同一性结合。实现基本技能、综合能力、创新能力3个维度融合和提高[10]。围绕基本技能培养、综合能力培养、创新能力培养3个维度,遴选大量认证案例、竞赛项目、企业工程,教学化改造后纳入教学大纲,分阶段引入课程教学,形成了依据生产过程设计课程、依据工作过程设计课程教学内容,以及突出教学案例的企业真实生产环境。

3.2 基地实训室层次结构

围绕物联网技术的“采集、传输、处理、应用”四大核心领域,同时兼顾一定的知识面和专业延伸,来构建物联网实验室的层次体系[11]。建有“RFID与WSN技术实训室”、“物联网接入与通信实训室”、“物联网创新实训室”、“智能终端应用开发实训室”、“物联网系统集成实训室”、“环境感知实训室”及“校园智能系统控制中心”等实训场所,可实现物联网在环境监测领域、智能制造与控制领域、智能交通、智能农业及智能食品溯源等领域的实际部署、应用与教学,展示物联网关键环节的新技术、新产品、新装备、新工艺和新方案。

4 物联网实训基地育人功能建设

借助物联网实训基地与企业建立深度合作,吸收企业参与专业人才培养全过程。对人才需求岗位分析、人才培养方案制订、专业课程体系改革、教师队伍建设、教学资源建设、质量保障体系建设等方面进行了卓有成效的论证与整合,形成了基于市场同步和工学结合特色的符合企业需求的物联网应用高端技能型人才培养模式[12],如图2所示。

图2 基地与专业关系图

4.1 建成物联网实训教学基地,提高培养质量

物联网技术综合实训基地的建成及有效利用,将有力促进专业建设和课程改革。基地构建与实际企业环境一致的真实职业场景,学生在企业导师、有企业背景的教师指导下进行真实项目训练,实施企业管理标准,学生的职业技能、团队精神、敬业精神、安全意识等将在实训过程中得到提高。开展项目化的课程、理实一体化的教学,通过实施过程化的课程评价,学生可以系统地掌握无线网络互联、射频识别、物联网应用软件设计等技能,提高学生实践能力、应用能力和就业能力。

4.2 建成物联网应用示范工程,形成辐射效应

通过基地建设,将学校已有的资源和基地建设整合,建成物联网技术应用示范工程。物联网技术直接应用于基地建设,基地实训利用传感器采集信息,通过有线和无线网络,将信息传输到基地的控制中心,由云计算平台负责集中控制和智能管理。基地控制中心还将对学校其他实训室进行控制和管理,从而有效地提升了管理水平。基地本身作为一个典型的物联网技术应用案例,将对苏州地区物联网技术应用与推广形成示范和辐射效应。

4.3 建成物联网技术共享平台,拓展服务能力

基地建成后,成为苏州地区物联网技术共享平台。学校将增加面向社会的物联网应用技术人才培训服务，向苏州地区学校和企业提供开放服务,同时对企业提供技术开发、技术咨询,帮助企业完成技术攻关。

5 实施效果

2012年,苏州市职业大学合作的物联网技术综合实训基地获得中央财政支持建设职业教育实训基地项目批准,学校和中国科学院计算技术研究所、无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心、新大陆科技集团、北京华育迪赛信息系统有限公司等院所与企业开展了具有一定深度和多方位的合作。

5.1 基地基础设施建设方面

基地新建理实一体化实训室7个:RFID与WSN技术实训室、物联网接入与通信实训室、物联网创新实训室、物联网系统集成实训室、环境感知实训室、网络新技术实验室及校园智能系统控制中心等实训场所。基地各实训室总建筑面积约1 200 m2,设备总价值1 100余万元。基地建成了智慧农业实训系统、智慧交通实训系统、食品溯源实训系统、无线网络定位开发系统、物联网综合控制平台系统和环境感知实训系统等物联网关键技术实训系统。这些实训系统的建成很好地满足了广大师生的教学和科研需要。

5.2 教学中心教学方面

基地能直接支持物联网技术、物联网应用开发、物联网项目工程管理、嵌入式智能家居技术等50余门理实一体化课程的教学,支持物联网项目实施综合实训、物联网项目综合布线实训、数据传输设备安装与调试实训和物联网应用系统开发实训等30余门实训课程中所有实训项目的教学。同时能为物联网相关专业学生的研究性课程、大学生科技创新项目、专业技能竞赛、毕业实践和企业员工技能培训进修提供软硬件支撑。

5.3 技术研发和社会服务方面

基地与“江苏省现代企业信息化应用支撑软件工程技术研究开发中心”、 “苏州市云计算与智能信息处理高技术重点实验室”等形成合力,与中国科学院计算技术研究所、无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心、新大陆科技集团和苏州海之星科技有限公司等研究机构和企业合作,从事物联网技术和关键产品的研究和技术开发。与中国计算机学会合作建立了苏州计算机学会物联网专委会，积极推动物联网在苏州发展。基地通过与行业、企业、学校进行合作,实施资源共享,向苏州地区企业提供物联网技术相关技术培训、认证和鉴定服务,实现资源共享和示范辐射相结合。

到目前为止基地接待了各类交流参观共50余次,包括 “全面贯彻党的十八大•江苏高校在行动”媒体集中采访团、曹卫星副省长的调研、长江大学、北京农学院和江苏理工学院等交流访问,也包括对中国软件产业培训网等单位的物联网技术培训,同时基地还承办了首届全国高校物联网应用创新大赛创意赛华东赛区决赛,为大赛提供了开放型和共享的资源平台,得到了参赛师生的好评,体现了基地建设服务教学、服务社会、服务研发的主旨。

6 结束语

站在整个物联网技术的角度,校企产学研合作是唯一实现更好、更快培养高技能人才办学目标的成功之路和必由之路[13]。因为企业随着市场的变化,生产工艺的改进、生产设备的更新速度非常之快,高职院校没有足够的财力和人力来保证实训条件与企业技术、设备改进更新速度的同步发展。再则,学校的物联网实训环境氛围和企业的生产环境也有很大的不同,课堂教育和现场教育的效果有很大的区别。所以只有通过校企产学合作,才能真正把企业的技术、设备、管理制度、企业文化等成功地嫁接到学校的专业培养体系中来,从而把学生逐步培养成符合企业需要的高素质技能型人才。

References)

[1] 国务院办公厅.国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定:国发〔2010〕32号[EB/OL].http://www.gov.cn/zwgk/2010-10/18/content_1724848.htm.

[2] 杜祥岭.构建高校物联网专业与实训中心探析[J].辽宁工业大学学报,2011(13):119-122.

[3] 江苏省政府.江苏省物联网产业发展规划纲要(2009—2012)[EB/OL].http://industry.im2m.com.cn/26/1122156300.shtml.

[4] 苏州市人民政府.苏州市服务外包产业“十二五”发展规划[EB/OL].http://www.suzhou.gov.cn/asite/zt/2012/06/sew/fwwb.html.

[5] Bo Yan,Huang Guangwen.Supply chain information transmission based on RFID and Internet of Things[C]//ISECS International Colloquium on Computing,Communication,Control and Management.2009:166-169.

[6] 周兰菊,顾青.高职实训基地建设模式的探索与研究[J].中国职业技术教育，2013(14):26-28.

[7] 工业和信息化部科技司.《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要》发布[J].物联网技术，2012(10):4-7.

[8] 朱洪波,杨龙祥,金石.物联网的协同创新体系与智慧服务产业研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2014(1):1-9.

[9] 都伊林.校监企合作共建监狱物联网实训基地的探索[J].职业教育研究，2013(7):129-131.

[10] 陈华鹏.高职物联网新专业实训基地内涵建设探讨[J].电脑知识与技术,2014,10(12):2712-2715.

[11] 黄艳,苏品刚.高职院校物联网专业实践教学探讨[J].苏州市职业大学学报,2012,23(2):80-82.

[12] 冯蓉珍.校企合作高职物联网人才培养模式研究[J].河北软件职业技术学院学报,2013(2):39-41.

[13] 赵善庆.高职实训基地共建共享管理机制创新探讨[J].实验室研究与探索，2014,31(5):235-238.

Construction of IOT training base in context of service industrial transformation

Liu Wenzhi1,2, Liu Zhaobin1,2, Li Jinxiang1,2, Zhang Yucheng3

(1. Suzhou Vocational University,Suzhou 215104,China; 2. Jiangsu Province Support Software Engineering R&D Center for Modern Information Technology Application in Enterprise,Suzhou Jiangsu 215104, China;3.Wireless Communication Technology Research Center,Institute of Computing Technology,Chinese Academy of Sciences,Beijin 100080, China)

This paper around four core areas of the Internet of things technology “acquisition,transmission,processing and application ”,gives the construction idea and the hierarchy architecture from the aspects of infrastructure construction,teaching centers, and technology development and social service of the base i.e.,constructing the talents training mode of “ three cooperation two combination” through the school and enterprise cooperation. The setting of the base construction and curriculum standard can ensure to meet the needs of the enterprises; training project is true and effective,while ensuring the prospective of professional technology and the leading of skills.The key purpose that the base construction must serve the teaching,service society, and serve the development can be met.

service industrial; IOT; training base; talent cultivation

2014- 10- 10 修改日期：2014- 12- 13

江苏省高校哲学社会科学基金项目(2014SJD558);苏州市科技计划指导性项目(SGZ2013138);苏州市职业大学预研基金项目(2012SZDYY08);苏州市职业大学教学建设项目(SZDJG-12006);2012中央财政支持的职业教育实训基地建设项目(32123093282)

刘文芝(1967—),女,硕士,副教授/高级工程师,研究方向为嵌入式技术、职教改革.

E-mail：lwzsz@126.com

G712

A

1002-4956(2015)6- 0224- 05